pH-Wert und pKs-Wert < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
|
| Status: |
(Frage) beantwortet  | | Datum: | 23:35 Mi 28.02.2007 | | Autor: | Lizzz |
| Aufgabe 1 | Stelle 100ml einer Propansäurelösung
(c0(Propansäure)=0,1 mol/l) her.
Bestimme den pH-Wert dieser Lösung mit Indikator und pH-Elektrode. Beschreibe genau die Durchführung deines Versuches einschließlich aller Rechnungen. Berechne aus dem Versuchsergebnis den pKs-Wert der Propansäure. |
| Aufgabe 2 | Stelle 100ml einer Propansäurelösung
(c0(Propansäure)=0,1 mol/l) her. Bestimme den pH-Wert dieser Lösung mit Indikator und pH-Elektrode.
Beschreibe die Durchführung des Versuchs einschlißelich aller Rechnungen. Berechne aus dem Versuchsergebnis den pKs-Wert der Propansäure. |
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Hallo, kürzlich war das unsere Praktikumsaufgabe und nun muss ich das Protokoll dazu schreiben, ich komme jedoch weder auf den pH-Wert noch auf den pKs-Wert.
Um die Propansäurelösung zu bekommen, habe ich 0,74g Propansäure mit Wasser zu 100ml verdünnt. c0(Propansäure) ist dann 0,1 mol/l. Ich denke soweit stimmt das noch.
Mit Indikatorstreifen und pH-Elektrode kam ich auf einen pH-Wert von 3.
Mit meiner Rechnung komme ich aber nicht auf dieses Ergebnis, ich habe die Formel: pH= -lg (c0(HA))
das wäre pH= -lg(0,1) = 1
Das wäre aber eine zu große Abweichung von meinem Messergebnis, wo liegt mein Fehler?
Ich habe dann weiter versucht den pKs-Wert auszurechnen, mithilfe meines Versuchsergebnisses also dem pH-Wert 3.
Eingesetzt in die Formel: pKs= pH x lg c(HA)/c(A-)
Also pKs= 3 x lg c(HA)/c(A-)
c(HA) ist C(C2H5COOH) =o,1 mol/l
Wie berechne ich nun c(A-) also C(C2H5COO-) ??
Die Formeln habe ich aus dem Unterricht.
Kann mir jemand sagen was ich falsch mache?
Vielen Dank
Lizzz
|
|
| |
|
Hallo Lizz,
in deinem post geht leider einiges mathematisch und stöchiometrisch durcheinander.
> Um die Propansäurelösung zu bekommen, habe ich 0,74g
> Propansäure mit Wasser zu 100ml verdünnt. c0(Propansäure)
> ist dann 0,1 mol/l. Ich denke soweit stimmt das noch.
Korrekt.
> Mit Indikatorstreifen und pH-Elektrode kam ich auf einen
> pH-Wert von 3.
Das ist ein Meßwert, also O.K. D.h., [mm] [H^{+}] [/mm] = [mm] 10^{-3}mol/l
[/mm]
> Mit meiner Rechnung komme ich aber nicht auf dieses
> Ergebnis, ich habe die Formel: pH= -lg (c0(HA))
> das wäre pH= -lg(0,1) = 1
Falsch. pH = -lg [mm] c(H^{+}) [/mm] ! Und die Hydroniumionen kommen daher:
HPr <--> [mm] H^{+} [/mm] + [mm] Pr^{-} [/mm] (Dissoziation d. Propionsäure)
[mm] K_{S} [/mm] = [mm]\bruch{[H^{+}]*[Pr^{-}]}{[HPr]_{Glgw.}}[/mm]
Ferner ist [mm] [H^{+}] [/mm] = [mm] [Pr^{-}], [/mm] da die Propansäure ungestört in reinem Wasser protolysieren kann. Außerdem ist [mm] [HPr]_{Glgw.} [/mm] = [mm] [HPr]_{0} [/mm] - [mm] [H^{+}]. [/mm] Daher können wir schreiben:
[mm] K_{S} [/mm] = [mm]\bruch{[H^{+}]^{2}}{[HPr]_{0}- [H^{+}]}[/mm] = [mm]\bruch{(10^{-3}mol/l)^{2}}{0,1mol/l- 10^{-3}mol/l}[/mm] = 1,01 * [mm] 10^{-5} [/mm] mol/l
[mm] pK_{S} [/mm] = 4,99 , was mit dem Literarurwert von [mm] pK_{S} [/mm] = 4,87 ziemlich gut übereinstimmt.
Deine weiter unter stehenden Formeln kann ich leider nicht nachvollziehen.
LG, Martinius
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Frage) beantwortet | | Datum: | 06:54 Do 01.03.2007 | | Autor: | Lizzz |
Hallo Martinius,
Danke für deine schnelle Antwort, den Weg, wie ich zum pKs-Wert komme habe ich jetzt verstanden! :)
Mein Problem bleibt aber der pH-Wert.
pH= -lg c(H+)
Wie komme ich denn auf c(H+)?
Die Formeln, die ich genomen habe, habe ich aus dem Unterricht, aber ich fürchte ich habe sie etwas durcheinandergeworfen. :(
Sie basieren auf der verallg. Reaktionsgleichung :
HA + H2O <--> H3O+ + A-
Vielen Dank für die Hilfe
Lizzz
|
|
|
| |
|
Hallo Lizz,
>> Mein Problem bleibt aber der pH-Wert.
> pH= -lg c(H+)
> Wie komme ich denn auf c(H+)?
Ich verstehe das Problem nicht ganz. Den pH hast Du doch experimentell bestimmt, also gemessen!
pH = 3 = -lg [mm] c(H^{+}) [/mm] | [mm] \cdot [/mm] (-1)
[mm] \gdw [/mm] -3 = lg [mm] c(H^{+}) [/mm] | entlogarithmieren
[mm] \gdw 10^{-3} [/mm] = [mm] 10^{lg c(H^{+})}
[/mm]
[mm] \gdw [/mm] 0,001 mol/l = [mm] c(H^{+})
[/mm]
LG, Martinius
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:44 Do 01.03.2007 | | Autor: | Lizzz |
Hallo Matinius,
Danke für deine Antwort, ich habe die Aufgabe so verstanden, dass ich mein Messergebnis durch eine Rechnung bestätigen muss, also eine Rechnung in der kein pH-Wert gegeben ist, sondern errechnet wird. Deswegen wusste ich auch nicht was c(H+) ist, denn wenn ich den pH-Wert weiß, kann ich es ja ausrechnen. Ich gehe also davon aus:
C2H5COOH + H2o <--> C2H5COO- + H3O+
und c(C2H5COOH)= 0,1 mol/l
Daraus den pH wert der Lösung berechnen. Aber wie?
LG Lizzz
|
|
|
| |
|
C2H5COOH + H2o <--> C2H5COO- + H3O+
und c(C2H5COOH)= 0,1 mol/l
Ja, bis dahin ist es schon mal richtig.
Der pKs-Wert der Essigsäure ist 4,75, das heißt, Essigsäure ist eine schwache Säure.
pH = -lg(Wurzel aus(Ks*c[Säure]))
Das ist die Formel für den pH-Wert einer schwachen Säure.
Da setzt du jetzt eben deine Werte ein. Die Konzentration der Säure hast du ja, die ist 0,1 mol/l. Also setzt du die in die Formel ein.
Jetzt musst du noch den Ks-Wert einsetzen. pKs = -lg(Ks)
Nach Ks umstellen und dann hast du die Lösung.
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 18:59 Do 01.03.2007 | | Autor: | Lizzz |
Hallo Princess17,
Danke für deine Antwort, ich habe deine Formel ausprobiert und alles genau eingesetzt, kam aber auf das Ergebnis pH 5,8 . Da das auch nicht stimmen kann, habe ich noch eine weitere Formel rausgesucht für die pH-Wert Bestimmung von wässrigen Lösungen schwacher Säuren und zwar:
pH= 1/2 (-lg(c0(Säure)) + pKs)
damit erhält man pH 2,94 , was mit meinem Messergebnis gut übereinstimmt.
lg, lizzz
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 20:38 Do 01.03.2007 | | Autor: | Martinius |
Hallo Lizz,
Ich habe deine Aufgabe so verstanden, das der pH experimentell ermittelt und dann daraus der [mm] pK_{S}-Wert [/mm] errechnet werden soll. Von einer rechnerischen Bestätigung des pH-Wertes ist nirgendwo die Rede; abgesehen davon, dass man dafür nach deiner Methode den [mm] pK_{S}-Wert [/mm] für die Rechnung benötigen würde, der ja letztendlich auch experimentell ermittelt wurde; da beißt sich ja gewissermaßen die Katze in den Schwanz.
Dann noch ein Fehler bei Princess 17: sie hat Essigsäure mit Propansäure verwechselt, daher einen falschen [mm] pK_{S}-Wert [/mm] angegeben.
Die Formel, die Princess 17 zur Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren angegeben hat, ist allerdings korrekt und läßt sich leicht in deine überführen, die ja auch stimmt. Da hast Du dich beim Rechnen wahrscheinlich vertan.
Anstatt andauernd irgendwoher etwelche Formeln hervorzukramen, von denen man dann nicht einmal sicher ist, ob sie stimmen, ziehe ich es vor mir jedesmal den ganzen Formalismus hinzuschreiben und alles selbst abzuleiten.
Also:
[mm] C_{2}H_{5}COOH [/mm] + [mm] H_{2}O [/mm] <--> [mm] C_{2}H_{5}COO^{-} [/mm] + [mm] H_{3}O^{+}
[/mm]
Die Gleichgewichtskonstante ist dann:
K = [mm]\bruch{[C_{2}H_{5}COO^{-}]*[H_{3}O^{+}]}{[C_{2}H_{5}COOH ]_{Glgw.}*[H_{2}O]}[/mm]
Die Wasserkonzentration wird als konstant angesehen und in die Gleichgewichtskonstante mit eingerechnet. Die Säurekonstante ist dann:
[mm] K_{S} [/mm] = [mm]\bruch{[C_{2}H_{5}COO^{-}]*[H_{3}O^{+}]}{[C_{2}H_{5}COOH ]_{Glgw.}*}[/mm]
Ferner ist [mm] [C_{2}H_{5}COO^{-}] [/mm] = [mm] [H_{3}O^{+}] [/mm] und
[mm] [C_{2}H_{5}COOH ]_{Glgw.} [/mm] = [mm] [C_{2}H_{5}COOH ]_{0} [/mm] - [mm] [H_{3}O^{+}] \approx [C_{2}H_{5}COOH ]_{0} [/mm] (bei schwachen Säuren). Also
[mm] K_{S} [/mm] = [mm]\bruch{[H_{3}O^{+}]^{2}}{[C_{2}H_{5}COOH ]_{0}*}[/mm]
[mm] [H_{3}O^{+}]^{2} [/mm] = [mm] [C_{2}H_{5}COOH ]_{0} [/mm] * [mm] K_{S}
[/mm]
[mm] [H_{3}O^{+}] [/mm] = [mm]\wurzel{[C_{2}H_{5}COOH ]_{0} * K_{S}
}[/mm]
pH = - lg [mm]\wurzel{[C_{2}H_{5}COOH ]_{0} * K_{S}}[/mm]
(Das ist die Formel von Princess 17)
pH = - lg [mm] ([C_{2}H_{5}COOH ]_{0} [/mm] * [mm] K_{S})^{1/2}
[/mm]
pH = - [mm]\bruch{1}{2}[/mm] * lg [mm] ([C_{2}H_{5}COOH ]_{0} [/mm] * [mm] K_{S})
[/mm]
pH = - [mm]\bruch{1}{2}[/mm] * (lg [mm] [C_{2}H_{5}COOH ]_{0} [/mm] + lg [mm] K_{S})
[/mm]
pH = - [mm]\bruch{1}{2}[/mm] * lg [mm] [C_{2}H_{5}COOH ]_{0} [/mm] - [mm]\bruch{1}{2}[/mm] * lg [mm] K_{S}
[/mm]
pH = [mm]\bruch{1}{2}[/mm] * [mm] pK_{S} [/mm] - [mm]\bruch{1}{2}[/mm] * lg [mm] [C_{2}H_{5}COOH ]_{0} [/mm]
(Das wäre deine Formel, Lizz) Setzt man jetzt den Literaturwert von Propansäure [mm] pK_{S} [/mm] = 4,87 ein. erhält man einen pH von 2,94, wie gemessen.
LG, Martinius
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 21:01 Do 01.03.2007 | | Autor: | Princess17 |
Oh, stimmt, sorry! Hab nur C2 gesehen...
|
|
|
|
